教室内二氧化碳浓度的测定

探究案例8-16 教室内二氧化碳浓度的测定

北京市第十四中学

赵欣然吕文滨王思竹马丹

指导教师——贺玲玲

前言：在平时的学习生活中，常常能看到有的同学打瞌睡。一次偶然的机会，我们发现关窗时打瞌睡的同学较多，因此，我们对教室内的CO2浓度进行了测试，并得出一些有用的结论。

一、问题的提出

二氧化碳是一种对人类生存起着特殊作用的气体，环境中的CO2浓度对人类的活动有着极大的影响，当二氧化碳在空气中的含量达到3%时,人体会感到呼吸急促,当浓度达到10%时,就会丧失知觉、呼吸停止而死亡.因此，创造适宜的环境，降低教室中的CO2浓度，必将对我们提高课堂学习效率有所帮助。

二、试验原理和计算公式

教室内的CO2浓度可由单位体积内的空气中所含的CO2量表示。

本试验采用滴定法测CO2浓度，将单位体积的空气通入锥形瓶中的NaOH溶液，用NaOH 吸收空气中的CO2，然后用已知浓度的草酸溶液滴定NaOH，通过计算求出其中所含的CO2的量。有关的化学反应为：

2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O

2NaOH+H2C2O4===Na2C2O4+2H2O

计算公式为:CO2浓度==CO2体积/空气体积

三、实验设计

㈠材料用具：500mL集气瓶、烧杯、200mL锥形瓶，漏斗、导管、玻璃棒、铁架台、铁夹、滴定管、50cm3吸量管、蒸馏水、0.0225mol/L的草酸溶液（相当于1mg的CO2）0.2mol/L 的NaOH溶液、1%酚酞指示剂。

㈡方法步骤：

1、取样：分别在门窗全部打开一节课的教室，与门窗全部关闭一节课的教室和门窗全部打开但无人使用的教室进行取样。取样的方法是：将集气瓶中装满水，带入取样的教室中将瓶内的水倒掉，待瓶内的水全部倒掉后，用胶塞将瓶口塞紧，小心保存。

2、用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳

用吸量管向锥形瓶中注入20mLNaOH溶液，然后在锥形瓶和集气瓶上塞好带导管的胶塞，形成收集装置。用烧杯通过漏斗将蒸馏水注入集气瓶直到瓶内的气体全部被排出，并全部通过锥形瓶中的NaOH后（吸收过程），用胶塞塞住锥形瓶瓶口,准备进行滴定。

3、滴定法测二氧化碳浓度

打开锥形瓶胶塞，向锥形瓶中的NaOH溶液滴入无色酚酞试剂使溶液变成红色，在滴定管中注入草酸溶液，进行滴定，并不断振荡锥形瓶，直至红色突然消失，停止滴定，并记录所耗草酸溶液的体积。

㈢计算二氧化碳浓度

CO2浓度==〔与CO2反应的NaOH物质的量÷2×22.4〕/气体体积×100%

与CO2反应的NaOH物质的量== NaOH体积×NaOH浓度－草酸体积×草酸浓度×2

四、数据处理

设锥形瓶中的氢氧化钠体积为V1mL，滴定所耗的草酸体积为V2mL（相当于Vmg CO2）。

CO2浓度

五、误差分析

从以上的数据不难看出，滴定时各组的数据相差极小。这种情况往往会出现较大的误差。造成这种现象的原因在于空气中的CO2的含量较低，一个1L集气瓶中的CO2的量极小。因此，要减小实验的误差，应改用更低浓度的草酸溶液，使实验结果更加精确。

六、结论

通过对以上数据的比较可知，当教室中的门窗全都打开时，即教室的通风状态较好时，室内的CO2浓度较低，空气质量较好，有利于提高我们的学习效率。

七、建议

全校各班应注意经常开门窗，以保证室内空气新鲜，降低CO2浓度，这对同学们的身体健康和学习效率的提高有着一定的作用。